Bohrergeschwindigkeits- und Vorschubrechner: Formeln, Beispiele und Einstellungen für Hartmetallbohrer

Führen Sie einen 12-mm-Vollhartmetallbohrer mit 800 U/min in Edelstahl 304 ein und die Kanten reiben statt zu schneiden: Die Oberfläche verhärtet sich, Hitze strömt in das Werkzeug und die Ecken splittern innerhalb weniger Löcher ab. Lassen Sie den gleichen Bohrer mit etwa 1.590 U/min und einem Vorschub von 0,15 mm/Umdrehung laufen, und jede Kante bekommt einen ordentlichen Biss, die Hitze hinterlässt die Späne und das Werkzeug kann Hunderte von Löchern überdauern. Genau diesen Unterschied kann mit einem Bohrergeschwindigkeits- und Vorschubrechner behoben werden. Es wandelt zwei Eingaben – Oberflächengeschwindigkeit und Vorschub pro Umdrehung – in die Spindeldrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit um, die Ihre Maschinensteuerung tatsächlich benötigt. Das Rechnen dauert Sekunden; Die Genauigkeit hängt von den Eingabewerten ab, und hier gewinnen oder verschwenden die meisten Geschäfte Geld.

Was ein Bohrergeschwindigkeits- und Vorschubrechner tatsächlich berechnet

Jeder Rechner, ob eine Telefon-App, ein Web-Tool oder eine Shop-Tabelle, löst die gleichen zwei Gleichungen: U/min = (SFM × 3,82) / Werkzeugdurchmesser in Zoll und Vorschubgeschwindigkeit (IPM) = U/min × Vorschub pro Umdrehung (IPR).

In metrischen Einheiten lautet die erste Gleichung RPM = (Vc × 1.000) / (π × D), mit Vc in m/min und D in mm. Die Oberflächengeschwindigkeit beschreibt, wie schnell sich die Schneidkante durch das Werkstück bewegt. Der Vorschub pro Umdrehung beschreibt, wie weit der Bohrer in einer vollen Umdrehung vordringt. Zusammen legen sie die Spandicke, die Wärmeerzeugung und die Schnittzeit fest, die die besseren Rechner auch angeben: Die Lochtiefe plus ein kurzes Annäherungsaufmaß, geteilt durch die Vorschubgeschwindigkeit, ergibt die Zykluszeit pro Loch.

Vorschub pro Umdrehung, nicht Vorschub pro Zahn

Bohrer werden nach Vorschub pro Umdrehung spezifiziert, da beide Spannuten gleichzeitig schneiden. Bei einem Zweischneidebohrer beträgt der Vorschub pro Zahn einfach die Hälfte des Vorschubs pro Umdrehung, sodass ein Vorschub von 0,006 IPR eine Spanlast von etwa 0,003 Zoll auf jede Kante bringt. Spezielle Bohrrechner berücksichtigen IPR direkt, was einen häufigen Fehler beseitigt, wenn Werkstätten Fräsformeln wiederverwenden, die auf Vorschub-pro-Zahn-Eingaben und Nutzahlen basieren. Wenn Ihr Rechner auf der Spanlast pro Zahn besteht, teilen Sie den IPR, den Sie ausführen möchten, durch zwei, bevor Sie ihn eingeben.

Auswahl der vom Rechner erwarteten Oberflächengeschwindigkeit

Ein Taschenrechner ist nur so gut wie der SFM-Wert, den Sie ihm geben. Katalognummern für Schnellarbeitsstahlbohrer lassen sich nicht auf Vollhartmetall übertragen: Hartmetall hält etwa die zwei- bis dreifache Schnittgeschwindigkeit aufrecht, sodass ein HSS-basierter Eintrag ein Hartmetallwerkzeug weit unterhalb seines effizienten Bereichs betreiben wird, was zu faserigen Spänen und längeren Zykluszeiten führt, als das Werkzeug ausgelegt ist. Die folgenden Bereiche sind realistische Ausgangspunkte für beschichtete Vollhartmetall-Spiralbohrer auf starren CNC-Maschinen mit Flut- oder Innenkühlung. Sie sind bewusst konservativ; Tun Sie dies aus dem Chip-Verhalten heraus, nicht aus Gewohnheit.

Behandeln Sie die Feed-Spalte als Band und nicht als Ziel. Größere Durchmesser liegen im oberen Bereich, da der Bohrkern steifer ist und die Spannuten mehr Späne transportieren; Kleine Durchmesser gehören ans untere Ende. Schneiden Sie auf einer leichten Mühle oder einem langen, dünnen Teil beide Zahlen um etwa ein Viertel zurück und arbeiten Sie nach oben.

Ausgearbeitete Beispiele, die Sie kopieren können

Beispiel 1: ein 0,500 Zoll beschichteter Hartmetallbohrer aus 6061-T6-Aluminium. Bei 400 SFM ist U/min = (400 × 3,82) / 0,500 ≈ 3.050 U/min. Wählen Sie aus dem Aluminiumband 0,010 IPR: Vorschub = 3.050 × 0,010 ≈ 30 IPM. Auf einem starren Bearbeitungszentrum mit Kühlmittelzufuhr führt ein Allzweck-Spiralbohrer aus Vollhartmetall diese Werte die ganze Schicht über aus:

Allzweck-Spiralbohrer aus Vollhartmetall • Geeignet zum effizienten Bohren verschiedener Materialien wie Stahl, Gusseisen, Edelstahl usw. • Spiralbohrer mit geradem Schaft und Innen-/Außenkühlung. Produkt anzeigen →

Beispiel 2: ein 12-mm-Hartmetallbohrer aus Edelstahl 304. U/min = (60 × 1.000) / (π × 12) ≈ 1.590 U/min; Vorschub = 1.590 × 0,15 ≈ 240 mm/min, etwa 9,4 IPM. Beachten Sie, wie viel niedriger die Schnittgeschwindigkeit ist als beim Aluminiumgehäuse – etwa 60 m/min gegenüber 120 m/min und mehr –, während der Vorschub pro Umdrehung stabil bleibt. Rostfrei belohnt Vertrauen: Ein zögerlicher Vorschub verhärtet die Oberfläche und tötet Kanten ab.

Beispiel 3: ein 0,250-Zoll-Hartmetallbohrer aus legiertem 4140-Stahl mit etwa 300 HB. Bei 220 SFM, U/min = (220 × 3,82) / 0,250 ≈ 3.360 U/min; bei 0,004 IPR, Futter ≈ 13 IPM. Wenn der Bohrer weit aus der Spindel herausragt oder das Teil in einem hohen Schraubstock eingespannt ist, halbieren Sie zunächst den Vorschub und stellen Sie ihn wieder ein, sobald die Späne richtig aussehen.

Korrekturen, die der Rechner nicht für Sie durchführt

Jeder Rechner geht von idealen Bedingungen aus: starrer Aufbau, Kühlmittel erreicht die Schneidkante und Lochtiefen unter etwa dem Vierfachen des Durchmessers. Echte Lücken erfordern manuelle Korrekturen, und vier davon tauchen ständig auf.

Tiefe Löcher und Spanabfuhr

Ab etwa 4×D wird die Chippackung zum begrenzenden Faktor und nicht die Wärme. Reduzieren Sie den Vorschub um 20 bis 30 Prozent, programmieren Sie Rückzugsbewegungen, um den Span zu brechen, wenn die Maschine keine Kühlmittelzufuhr durch das Werkzeug hat, und wechseln Sie für 8×D und höher zu einer speziellen Tieflochgeometrie; Sein Rillenprofil und seine Spitzenkonstruktion unterscheiden sich so stark von denen eines Standardbohrers, dass die Gleichbehandlung beider beide ruiniert. Wenn dem Hauptbohrer ein Pilotloch vorausgeht, passen Sie es so an, dass es den Steg freigibt, und folgen Sie dabei dem Methoden zur Größenbestimmung von Pilotlöchern Dies gilt auch für die Auswahl von Hartmetallwerkzeugen.

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Spitzenwinkel, Schub und Vorschubstabilität

Der Rechner kennt Ihren Spitzenwinkel nicht. Eine 135°-Splitspitze zentriert sich selbst und schneidet mit deutlich geringerem Schub, was Ihnen hilft, den berechneten Vorschub auf weniger steifen Maschinen beizubehalten; Eine herkömmliche 118°-Spitze drückt stärker und profitiert von einem punktuell gebohrten Start. Viele Hartmetallbohrer teilen den Unterschied mit einer 140°-Spitze für einen stabilen, schubarmen Eintritt. Die Kompromisse, einschließlich der Frage, wann jede Geometrie eine Hartmetallschneide schützt, werden hier aufgeschlüsselt 118° vs. 135° Bohrspitzen-Winkelführung .

Kaltverfestigung in Edelstahl

Austenitische Sorten wie 304 und 316 härten unter leichten, reibenden Schnitten aus. Halten Sie den berechneten Vorschub durch das Loch konstant, verweilen Sie niemals am Durchbruch und vermeiden Sie flache Rückzüge, die wieder in eine gehärtete Schicht eindringen. Die Geometrie hilft ebenso wie die Zahlen: Bohrer, die speziell für Edelstahl geschliffen wurden, verfügen über polierte Spannuten und eine Spitze, die bei diesen bescheidenen Oberflächengeschwindigkeiten sauber abschert:

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Fünf Fehler, die das Ergebnis stillschweigend verzerren

1. Eingabe der HSS-Oberflächengeschwindigkeiten für ein Hartmetallwerkzeug. Die Mathematik ist einwandfrei; Durch die Eingabe bleiben die meisten Funktionen des Tools ungenutzt.
2. Verwechslung von Vorschub pro Umdrehung mit Vorschub pro Zahn. Ein Bohrer, der mit der Hälfte seines vorgesehenen IPR läuft, reibt statt zu scheren, was der schnellste Weg zu kaltverfestigten rostfreien und abgebrochenen Rändern ist.
3. Verwendung des falschen Durchmessers, z. B. der Schaftgröße anstelle des Schneiddurchmessers. Ein Bohrer Nr. 7 misst 0,201 Zoll, nicht 0,1875, und der Rechner rechnet zuverlässig mit allem, was Sie eingeben.
4. Mischeinheitssysteme. Die Zollkonstante beträgt 3,82; die metrische Konstante beträgt 1.000/π. Wenn man die Zollkonstante auf metrische Schnittgeschwindigkeiten anwendet, wird die Drehzahl um mehr als das Achtzigfache unterschätzt.
5. Die erste Ausgabe wird als endgültig behandelt. Dünne, zähe Späne bedeuten, dass der Vorschub zu gering ist; feines Pulver, Quietschen oder Rauch bedeuten, dass die Geschwindigkeit zu hoch ist; Enge, sich kräuselnde Späne nahe der Eigenfarbe des Materials bedeuten, dass Sie nah dran sind.

Die Rechnerausgabe ist ein Ausgangspunkt, keine Spezifikation. Die Schnittwerte, die wir für unsere Vollhartmetallbohrer veröffentlichen, werden auf denselben mehrachsigen Schleifmaschinen entwickelt, die die Werkzeuge herstellen, und dann in den Materialien überprüft, die unsere Kunden täglich bearbeiten, von Titanstrukturen bis hin zu Automobilaluminium, Gusseisen und Gesenk- und Formenstählen. Wenn ein Auftrag ungewöhnlich ist – eine tiefe Bohrung in gehärtetem Edelstahl, eine Ansammlung von Löchern mit kleinem Durchmesser in Titan –, spart ein kurzes Gespräch mit Ihrem Werkzeuglieferanten über L/D-Verhältnis, Kühlmittelzufuhr und Maschinensteifigkeit mehr Zeit als jede Menge Versuch und Irrtum vor Ort. Geben Sie zuerst die Zahlen ein und lassen Sie sie dann von den Chips bestätigen.